JP2000504196A - 磁極軸モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 磁極軸モータは、ロータ軸に垂直な平面を横切って互いに面するステータ（９）とロータ（３）を備え、このステータは複数のステータ磁極（１１）を区画するロータ軸に実質的に垂直な平面において実質的に均一に円周状に間隔をあけて配置されたコイル捲線（１２）を有し、このロータはさらに一個またはそれ以上の永久磁石を備える複数のロータ磁極（４）を含んでいる。ステータ磁極（１１）の数は前記ロータ磁極（４）の数とは異なり、かつステータ磁極（１１）およびロータ磁極（４）は、何れか１個のロータ磁極が対面するステータ磁極を完全にカバーする磁極オーバーラップパターンを形成するように実質的に同じサイズおよび形状を有し、かつそのロータ磁極と対面するステータ磁極を完全にカバーする次のロータ磁極との間に存在するロータ磁極数とステータ磁極数の差が1である。

Description

【発明の詳細な説明】 磁極軸モータ 技術分野 本発明は、磁極軸モータ(axial pole motor)に関する。このようなモータは通 常、誘導性捲線を磁極に巻き付けた複数の磁極を有するステータと、ロータ軸に 垂直な面を横切ってステータに面するロータとを備えている。ロータの回転は、 ステータ捲線を励起して回転磁界を形成することによって制御される。 発明の開示 本発明の第１の特徴によれば、ロータ軸に垂直な面を横切って互いに対面する ステータとロータを備え、このステータは、実質的に均一に円周状に間隔をおい て、複数のステータ磁極を区画するロータ軸に実質的に垂直な面上に横たわるコ イル捲線を有し、このロータは更に１個またはそれ以上の永久磁石を含む複数の ロータ磁極を含む、磁極軸モータにおいて、ステータ磁極の数はロータ磁極の数 とは異なり、さらにステータ磁極およびロータ磁極は実質的に同じサイズおよび 形状を有し、それによって何れか１個のロータ磁極が対面する１個のステータ磁 極を完全にカバーする場合、そのロータ磁極と対面するステータ磁極を完全にカ バーする次のロータ磁極との間に存在するロータ磁極とステータ磁極の数の差が １となるような、磁極オーバーラップパターンを形成する。 本発明では、磁極軸モータにおけるロータ磁極は１個またはそれ以上の永久磁 石を備えている。ロータは、単一のトロイダル磁石または、好ましくは複数の独 立した磁石から形成される。永久磁石は モータのトルクおよびパワー出力を増加させる。重要な事は、ステータ磁極およ びロータ磁極のサイズおよび形状が実質的に同じでありかつステータ磁極の数が ロータ磁極の数と相違している事である。この事によって、ステータとロータの 使用可能な表面積によって最大使用状態が確実に形成され、さらに何れか１個の ロータ磁極が対面するステータ磁極を完全にカバーする場合、そのロータ磁極と 対面するステータ磁極を完全にカバーする次のロータ磁極との間に存在する、ロ ータ磁極およびステータ磁極の数の差が１である、磁極オーバーラップパターン を提供する。この構成は更に、大きな戻り止め(detent)トルク、即ち強い分塊動 作(cogging action)を提供する。このモータは、大きなトルクおよび／または高 出力を、従来の軸またはラジアルモータに比べて遙に小さなフレームサイズ内で 形成することが可能である。 このモータは、特に、従来の水圧駆動装置に代わるラムまたはスクリューの直 接駆動装置として適している。分離したギアボックスは必要ではない。この設計 によって、主供給装置からの同期した動作が可能となる。 好ましくは、この磁極軸モータは２個のステータ間にロータを配置した一対の ステータを具備する。この両面性の設計は、ステータ中に形成される磁力がバラ ンスされるので、このモータを非常に安定させる。 永久磁石は、好ましくは非磁性材料のロータ支持フレーム内で固定され、それ によって隣接の磁石と確実に分離される。ロータ支持フレームは、鋳造、モール ドまたは機械的に、またはこれら３方法の組み合わせによって、その１個または それ以上の部分が形成される。 好ましい実施例において、ロータ支持フレームは、円周状に間隔 を置いたアームと外周リムを有する非磁性ハブを具備し、永久磁石を埋め込み用 樹脂を用いてロータ支持フレーム内の所定位置に固定する。あるいは、ロータ支 持フレームは、その場所で永久磁石と射出成形されるプラスティック材料から形 成されても良い。 ロータの対向表面のそれぞれには、永久磁石を完全に被覆するように、非磁性 材料のスキン層を形成することも可能である。このようなスキン層のための適切 な材料はファイバガラスである。しかしながら、ロータの各反対面とそれぞれの ステータ間に存在する、組み立てられたモータ中の空隙を最小とするために、永 久磁石の表面は露出されたままにしておいても良い。この場合、腐食を防ぐため にこの表面をメッキしても良い。 ロータ磁極を構成する永久磁石は、鋳造され、モールドされあるいは切削加工 されても良く、さらに予め磁化されるかその場で磁化されても良い。適正な磁性 材料例として、サマリウムコバルトおよびネオジミウム鉄ボロンが含まれる。ロ ータ磁極をその場で磁化する構成は、ロータ構築プロセスを妨害する隣接する磁 極間の磁力に影響されることなく、磁化されていないロータ磁極部材をその位置 に固定することができると言う利点を有している。この、磁化を後で行う技術は 、ロータ支持フレームを高速の注入モールディング法によってプラスチック材料 で形成する場合に特に好ましい。 各表面上の隣接するロータ磁極が反対の極性を有する永久磁石を具備する様に 、永久磁石をロータ支持フレーム中に配置することが好ましい。さらに、ロータ の対向表面上の永久磁石は、１表面上のロータ磁極が他表面上のロータ磁極から 角度的にずれている様にして配置されていても良い。永久磁石の方位はステータ 中のコイル捲線、またはステータの配置および電源の構成に依存している。永久 磁石はロータの反対表面間でロータ軸に平行な方向に延びているこ とが好ましく、それによってロータの反対の表面上の一対の磁極は一個の磁石の 終端面によって形成されるようになる。 ステータは薄片状のトロイドで形成されることが好ましい。このトロイドはス チールストリップの１巻回長を有していることが最も好ましい。スチールストリ ップは、コイル捲線を支えるためのスロットを形成するために、巻き付け以前に 予めパンチ穴が設けられていてもよく、あるいはトロイドが巻き付けられた後の 別の製造工程で機械的に設けられても良い。あるいはこの代わりに、ステータは 、分離したステータエンドプレートに固定されかつコイル捲線に対するスロット を形成するためにステータ終端プレートの回りに放射状に間隔を置いて配置され た、複数の成形磁極部材を具備していても良い。これらの磁極部材はそれら自身 で薄片構造を有していても良い。さらに別の例として、ステータは、固いトロイ ド中に機械的にスロットを形成するものであっても良い。コイル捲線を含むステ ータ全体は、機械的な強度および環境に介する保護を提供するために、エポキシ 樹脂またはその他の適当な材料の容器内に収められていても良い。 ロータ中の永久磁石は、ロータ磁極がロータの中心から放射方向に外側に向か って延びる側辺を有する様に形成されることが好ましい。同様に、ステータ中の スロットは、スロットの側辺がステータの中心から放射方向に外側に向かって延 びる様に形成されることが好ましい。 隣接するステータ磁極を分離するためのスロットの角度幅は、ステータ磁極の 角度幅に等しいことが好ましい。 必要な磁極パターンのオーバーラップ条件が形成される限り、ロータ磁極数と ステータ磁極数との間の比として、多くの異なる比が採用される。特に、ロータ 磁極の数はステータ磁極の数を越えても 良く、あるいはその反対でも良い。３−φモータに対して、ステータ磁極の数は ３で割ることが可能でなければならない。３−φモータに対する適切な磁極比は 、６：８および６：４（ロータ磁極数に対するステータ磁極数の比）を含む。多 数のロータ磁極がモータの設計上必要となる場合、ステータの中心から放射方向 に外側に向かって延びる側辺を有するサブ磁極が構成される様に、ステータ磁極 の表面に多数のスロットを形成しても良い。このサブ磁極は、ステータのサブ磁 極の角度幅が１個のロータ磁極の角度幅に等しくなるように、フライス盤にかけ られる。このサブ−カット磁極は、各増加ステップに対するロータの角度ズレが 減少するために、広い範囲の動作速度に渡る制御を提供する。これは、ステータ 磁極のエッジを、このエッジが隣接するステータ磁極間でスロット上に張り出す ように形成する事によって、さらに向上させることができる。磁極のオーバーラ ップ条件は、隣接するステータ磁極間のスロットを“仮想”磁極と見なすことに よって、達成される。 電源およびモータ制御装置は、コイル捲線を両極モードで励起するように構成 することが好ましい。あるいはその代わりに、コイル捲線を、順次式の単極形式 で励起するようにしても良い。 モータの冷却を、例えばファンを用意することによって、促進することも可能 である。 好ましい１実施例において、ロータ磁極はそれぞれ、隣接するロータ磁極が反 対の極性を有するように配置された永久磁石を含み、隣接するステータ磁極のコ イル捲線は異なる相に接続されかつ同じ相に接続された隣接するコイル捲線は、 反対の方向に巻き付けられ、さらにステータ磁極の数は１２の因数であり、ロー タ磁極の数は１８の因数である。磁極オーバーラップパターンは、低速で大きな トルクを発生する非常に効率的なモータを提供する。このモータは 、通常の２相電源によって駆動することができる。あるいはまた、２セットのコ イル捲線に供給される信号間に位相差を形成するために使用されるリアクタンス 性素子(reactive element)を有する、単相電源を使用することも可能である。永 久磁極はロータの反対の表面間でロータ軸に平行方向に延び、その結果ロータの 反対表面上の一対の磁極が単一の磁石の終端面によって形成される様になること が好ましい。 本発明の第２の特徴によれば、磁極軸モータはステータとロータを具備し、こ れらはロータ軸に垂直な平面を互いに横切って対向しており、このステータは、 実質的に均一な円周状の間隔を置いて複数のステータ磁極を区画するロータ磁極 に実質的に垂直な面上に配置されたコイル捲線を有しており、このロータは更に 、それぞれが永久磁石を含みかつ隣接するロータ磁極が反対の極性を有するよう に配置された複数のロータ磁極を含み、隣接するステータ磁極のコイル捲線は異 なる相に接続され、さらに同じ相に接続された隣接するコイル捲線は反対の方向 に巻き付けられ、さらに各ロータ磁極はＮを位相の数とする場合Ｎ個のステータ 磁極上に延びている。 このモータはこのように大きな戻り止めトルクを有しているので、それ自身で 内部フェイルセーフブレーキを構成する。このモータは２−φモータであり、そ れ故各ロータ磁極は２個のステータ磁極上に延びていることが好ましい。 図面の簡単な説明 以下に本発明の実施例を、添付の図面を参照して説明する。 図１Ａ−１Ｃは、３−φ磁極軸モータに対するオーバーラップパターンを示し 、 図２Ａ〜２Ｃは、２−φまたは４−φ磁極軸モータに対するオー バーラップパターンを示し、 図３は、ロータの一実施例の平面図を示し、 図４は、図１のロータの、Ａ−Ａ線上の断面図を示し、 図５は、ロータの支持ハブおよび推進アームの詳細を示し、 図６は、トロイダルステータの巻き型の一例の平面図を示し、 図７は、図６のステータの、Ａ−Ａ線上の断面図を示し、 図８は、図６および７のステータにコイル捲線を挿入したものの平面図を示し 、 図９は、図８のステータの、Ａ−Ａ線上の断面図を示し、 図１０は、組み立てられたモータの単純化した断面図を示し、 図１１は、図１０のモータの内部電気接続を示し、 図１２は、他の実施例の軸極性モータに対する、サブ−カット磁極を備える部 分的に組み立てられたステータの一例の平面図を示し、 図１３は、さらに他の実施例の磁極軸モータに対する、ロータの平面図を示し 、 図１４は、図１３のロータに使用されるステータの平面図を示し、 図１５は、部分的に組み立てられたロータの詳細図を示し、 図１６は、図１４のステータに使用されるコイル捲線構造を示し、 図１７は、さらにその他の実施例の磁極軸モータにおけるロータの平面図を示 し、 図１８は、図１７のロータに使用されるステータの平面図を示し、 図１９は、図１８のステータに使用されるコイル捲線を示し、 図２０は、磁極軸モータのステータ磁極とロータ磁極のオーバー ラップ構造を示し、 図２１は、図１９のコイル捲線を励起するために使用される２相電源からの電 流波形を示し、 図２２Ａ〜２２Ｄは、磁極軸モータの動作を示し、さらに 図２３は、組み立てられたモータの単純化した断面図を示す。 発明を実施するための最良の形態 本発明の磁極軸モータは、最小のフレームサイズ内で、大きなトルクおよび／ または大きな出力を形成する特別な磁極オーバーラップパターンに依存している 。ステータ磁極の数は常にロータ磁極の数と異なっていることが必要とされ、さ らにステータ磁極およびロータ磁極は実質的に同じサイズおよび形状を有するこ とが必要である。さらに、ステータ磁極の数は常に、選択した電源の相数によっ て割り算することが可能でなければならない。このような制約内で、オーバーラ ップパターンは、何れか１個のロータ磁極が対向するステータ磁極を完全にカバ ーする場合、このロータ磁極とステータ磁極を完全にカバーする次のロータ磁極 間に存在する、ロータ磁極とステータ磁極の数の差が、１でなければならない。 これは、図１Ａ〜１Ｃおよび２Ａから２Ｃに示されている。 図１Ａ〜１Ｃにおいて、８個の永久磁石ロータ磁極１および６個のステータ磁 極２を有する、即ち６：８の磁極比を有する３−φモータが示されている。この 磁極は、図示するように全て実質的に同じサイズおよび形状を有し、磁極対Ｘお よびＹ間に存在するロータ磁極とステータ磁極との数の差は１である。 図２Ａ〜２Ｃにおいて、６個の永久磁石ロータ磁極１および８個のステータ磁 極２を有する、即ち８：６の磁極比を有する２−φまたは４−φモータが示され ている。更に、完全なオーバーラップＸ およびＹの位置間のロータ磁極数とステータ磁極数との差は１である。 図３〜５は、磁極軸モータのための３２−磁極ロータ３の一例を示す。各磁極 ４は、サマリウムコバルトで形成された永久磁石を含む。ロータ３は同様に、同 じ材料で形成された中央ハブ７から放射方向に外側に延びる、貼り合わせクラス ファイバ推進アーム６を含んでいる。支持フレームは同様に、非磁性スチールか ら形成された外側リム８を含む。 ロータ３は、支持フレーム５をジク（図示せず）上に配置し、隣接する推進ア ーム６間に一回に一個永久磁石を挿入し、かつその後各永久磁石を埋め込み用樹 脂を使用して適切な場所に固定することによって、組み立てられる。埋め込み用 樹脂はまた熱伝導体として働く。適切な埋め込み用樹脂としては、ROBNOR EPOXY SYSTEM PX/HX700K の商標名で販売されているエポキシ樹脂がある。永久磁石は 、ロータ３中の隣接する磁極４が反対極性となるように挿入されている。この方 法では、ロータ３の対向する面上の磁極対は単一の永久磁石の終端面によって形 成される。 永久磁石は、ロータ１の各対向面上に位置するグラスファイバの環状スキン（ 図示せず）を使用してロータ支持フレーム５内に収められていても良い。このグ ラスファイバスキンは、典型的に０．５ミリメートルの厚さしか持たない。ある いはまた、永久磁石の表面は簡単にメッキされても良く、さらに組み立てられた モータ中の空隙を最小とするために露出したままでも良い。 図６〜９は、このモータに使用される２個のステータ９の内の１個を示すもの である。 各ステータ９は、内型の回りに電気スチールストリップの一丈を巻き付ける事 によって形成されたトロイドを含んでいる。図示する ようにこのトロイドはフライス盤にかけることによって、ステータ磁極の数とロ ータ磁極の数の比が６：８と成るように、２４個の突起磁極１１を定義するスロ ット１０が形成される。これは、上述した必要な磁極オーバーラップパターンを 提供する。 図８および９において、予め巻き付けられたコイル１２がその後の電源への接 続のために、各ステータ磁極１１の回りに配置されている。この実施例では、コ イル捲線１２はそれぞれＪ−Ｗ−１１７７／１５銅被覆電気ワイヤ当たり２００ 回のＡＷＧ．２２銅被覆絶縁体クラス２２０℃ポリイミドが巻き付けられている 。この実施例では、３−φ電源の同じ相に接続されるべき捲線は同じ方向に巻き 付けられ、それによって、励起された場合、一個のステータ上の同じ相上の全て の磁極が同じ極性を有するようにされている。その結果、組み立てられたモータ （図１０参照）中の反対のステータ中における対応する磁極のコイル捲線１２は 、同様に、励起された場合それらが同じ極性を持つがしかし第１のステータとは 反対の極性であるように巻き付けられている。これは図１１に示されている。 両面モータ中の２個のステータ９のそれぞれのコイル捲線１２は、可変チョッ ピング周波数を有する４１５ＶのＡＣ３−φＭＴＥ制御装置（図示せず）に、星 型の形状で接続されている。この制御装置は、順次回転するような方法で捲線を 励起し、ロータの回転軸の回りに回転する磁界を形成する。 図示してはいないが、ステータ９全体は、コイル捲線１２と共に、エポキシ樹 脂中に封入される。エポキシ樹脂はステータ構造に対して機械的な堅固さと環境 に対する保護を提供する。 完全なモータは、図１０に示すようにして構成され、ロータ３を２個のステー タ９間でその中央に位置させる。ロータ３は、ベアリング１４および１５上に支 持されたシャフト上に、ドライブエンド プレート１６上に取り付けた一個のステータとエンドプレート１７上に取り付け た他方のステータによって、回転取り付けされている。この実施例では、出力シ ャフト１８は、米国特許第ＵＳ−Ａ−４，５７６，０５７にその詳細が記載され ているタイプのスクリュードライブに接続されているものとして示されている。 図１２は、図３〜５に示したのと同じ一般構造を有する４８−軸永久磁石ロー タ（図示せず）を有する３−φモータに使用されるステータ１９の一例を示す。 この場合、各ステータ磁極２０の表面はスロット２１によって更に分割され、２ 個のサブ−カット磁極２２が形成されている。この磁極２２のそれぞれは実質的 にロータ磁極（図示せず）と同じサイズおよび形状を有している。ステータ磁極 の全数は従って３６であり、これは、その中にコイル捲線２４が存在する９個の スロット２３によって形成された“仮想”磁極と称されるものを含んでいる。こ れは、上述した必要な磁極オーバーラップパターンに一致する６：８の磁極比を 表す。 図１３および１４はそれぞれ、他の実施例の磁極軸モータための、ロータ２５ およびステータ２６のための磁極パターンを示す。この実施例の磁極軸モータは ロータ２５とこのような一対のステータ２６を備え、ロータ２５は、図１０に示 したものと同様の方法で２個のステータ２６間に配置されている。 図１５に示すように、１８個のロータ磁極２７のそれぞれは、サマリウムコバ ルトで形成された永久磁石を備えている。この永久磁石は、ロータの各表面上の 隣接するロータ磁極が反対の極性を有する永久磁石で形成される様に、配列され ている。ロータ２５の反対面上の磁極対は従って単一の永久磁石の終端面で形成 される。ロータ構造は、他の点では図３〜５を参照して説明したものと同じであ る。 磁極軸モータの上述の実施例と同様に、各ステータ２６は電気的スチールスト リップの一丈を内型の回りに巻き付けることによって形成されたトロイドを備え ている。このトロイドは、１２個の突出する磁極２９を区画するスロット２８を 形成するために、フライス盤にかけられる。これによって再び、上述した要求さ れるオーバーラップパターンが形成される。 図１６に示すように、隣接するステータ磁極２９のコイル捲線は、電源（図示 せず）の異なる相φ₁、φ₂に接続され、電源の同じ相に接続された隣接するコイ ル捲線は反対の方向に巻き付けられる。 図１７および１８は、本発明の第２の特徴に基づく磁極軸モータのための、ロ ータ１０１とステータ１０２の一例をそれぞれ示す。 ロータ１０１は６個の磁極１０３を有し、これらのそれぞれは、前述した実施 例を参照して説明したのと類似の構成を有する支持フレーム内に配置された、成 形されたサマリウムコバルトの永久磁石から形成されている。ロータ支持フレー ムは貼り合わされたグラスファイバ推進アーム１０４を有し、このアームは同じ 材料で形成された中心ハブ１０５から放射状に外側に向かって延びている。この 支持フレームは更に、非磁性スチールで形成された外側リムを含んでいる。ロー タは、支持フレームをジグ（図示せず）上に置き、一度に一個の永久磁石を隣接 する推進アーム１０４間に挿入し、さらにその後埋め込み用樹脂を用いて各永久 磁石を所定の位置に固定する事によって組み立てられる。適切な埋め込み用樹脂 としては、商標ROBNOR EPOXY SYSTEM PX/HX700K として販売されているエポキシ 樹脂がある。永久磁石は、ロータ中の隣接する磁極が反対の極性を持つように挿 入される。この方法において、ロータの対向する表面上の磁極対は、単一の永久 磁石の終端面によって形成される。この 永久磁石は、ロータの各対向する表面上に配置された、グラスファイバの環状ス キン（図示せず）を使用してロータ支持フレーム内に収納されても良い。このグ ラスファイバスキンは、通常、０．５mmの厚さのみしか持たない。あるいはまた 、永久磁石の表面は単純にメッキされ、組み立てられたモータ内の空隙を最小と するように露出されたままでも良い。 各ステータ１０２は、内型の回りに電気的スチールの一丈を巻き付けることに よって形成されたトロイドを備えている。このトロイドは、突出する磁極１０８ を区画するスロット１０７を形成するためにフライス盤にかけられる。図１９は 、２−φモータ中のステータに対するコイル捲線を示している。図示するように 、隣接するステータ磁極のコイル捲線は、電源の、異なる相φ₁ 、φ₂ に接続さ れ電源の同じ相に接続された隣接するコイル捲線は反対の方向に巻き付けられて いる。 図２０は、２個の１２磁極ステータ１０２間に配置された６磁極ロータ１０１ を備える磁極軸モータの一例を簡略化して示す。６個のロータ磁極１０３のそれ ぞれは、隣接するロータ磁極間の角度幅が隣接するステータ磁極１０８間の角度 幅に等しいかそれよりも小さい様にして、２個のステータ磁極１上にのみ延びて いる。 図２１はコイル捲線に印加される電流波形を示す。電源の２個の相φ₁ 、φ₂ 間の位相差Δφは通常９０゜であるが、隣接するステータ磁極１０８間の角度θ よりも小さくない程度に減少させることが可能である（図２０参照）。 図２２Ａ〜２２Ｄは、２−φ磁極軸モータの動作を示す。明瞭化のために第２ のステータは省略されている。 図２２Ａは、安定な維持位置にあるロータ１０１を示し、ここでは各ロータ磁 極１０３は２個のステータ磁極１０８上に直接位置す る。図２２Ｂにおいて、電源の相１（φ₁ ）は反転して、以前“南”極であった 相１のステータ磁極が今“北”極となり、ロータ１０１を矢印で示す方向に回転 させる。 図２２Ｃは、電源の第２の相（φ₂ ）が反転する直前のロータ１０１の安定位 置を示している。スタートアップの時点で、相角は９０°に選択されており、こ れはまた一旦モータが駆動されるとダイナミックに調整されて減少する。 図２２Ｄは、電源の第２の相の反転の直後の位置を示し、これによってロータ １０１は連続して回転する。 図２３は組み立てられたモータを示し、ロータ１０１は２個のステータ１０２ 間の中央に配置されている。このロータは、一個のステータをドライブエンドプ レート１１２上に、別のロータをエンドプレート１１３上に取り付けることによ り、ベアリング１１０および１１１上に支持されたシャフト１０９上に回転する 様に取り付けられている。この磁極軸モータは特に強い分塊(cogging)動作（大 きな戻り止めトルク）を有し、それによって一体化されたフェールセーフブレー キが電源をカットオフする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ９６１６５９７．２ (32)優先日 平成８年８月７日(1996．8．7) (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ロータ軸に垂直な平面を横切って互いに面するステータとロータを備える 磁極軸モータであって、前記ステータは複数のステータ磁極を区画するロータ軸 に実質的に垂直な平面において実質的に均一に円周状に間隔をあけて配置された コイル捲線を有し、前記ロータはさらに一個またはそれ以上の永久磁石を備える 複数のロータ磁極を含み、前記ステータ磁極の数は前記ロータ磁極の数とは異な り、かつ前記ステータ磁極およびロータ磁極は、何れか１個のロータ磁極が対面 するステータ磁極を完全にカバーする磁極オーバーラップパターンを形成するよ うに実質的に同じサイズおよび形状を有し、前記ロータ磁極と対面するステータ 磁極を完全にカバーする次のロータ磁極との間に存在するロータ磁極数とステー タ磁極数の差が１である、モータ。 ２．永久磁石が非磁性材料のロータ支持フレーム内に固定されている、請求項 １に記載のモータ。 ３．前記ロータ支持フレームは、円周状に間隔を置いたアームと外側リムを有 する非磁性ハブを備え、前記永久磁石は埋め込み用樹脂により前記ロータ支持フ レーム内の所定位置に固定されている、請求項２に記載のモータ。 ４．前記永久磁極は、隣接するロータ磁極が反対の極性を有する永久磁石を具 備するように、前記ロータ支持フレーム内に配置される、請求項２または３に記 載のモータ。 ５．前記ロータの対向する面上の磁極対が単一の磁石の終端面によって形成さ れるように、前記永久磁石は前記ロータの対向する面間で前記ロータ軸に平行な 方向に延びている、請求項４に記載のモータ。 ６．前記ステータは薄片ロトイドによって形成されている、請求項１乃至５の 何れか１項に記載のモータ。 ７．前記トロイドはスチールストリップの一巻きの長さを備える、請求項６に 記載のモータ。 ８．前記ロータ中の永久磁極は、前記ロータ磁極がロータの中心から放射状に 外側に向かって延びる側辺を持つように形成され、かつ前記ステータ内のスロッ トは該スロットの側面が前記ステータの中心から放射状に外側に向かって延びる ように形成される、請求項１乃至７の何れか１項に記載のモータ。 ９．隣接するステータ磁極を分離する前記スロットの角度幅が前記ステータ磁 極の角度幅と等しい、請求項８に記載のモータ。 １０．前記ステータの面にはサブ磁極を区画するための複数のスロットが形成 され、前記スロットは前記ステータの中心から放射状に外側に向かって延びる側 辺を有しかつ前記ステータのサブ磁極とロータ磁極は同じサイズと形状を有して いる、請求項１乃至９の何れか１項記載のモータ。 １１．前記永久磁石は、隣接するロータ磁極が反対の極性を有し、隣接するス テータ磁極のコイル捲線が異なる相に接続されかつ同一の相に接続された隣接す るコイル捲線が反対の方向に巻き付けられる様に配置され、さらに前記ステータ 磁極の数は１２の因数であり、前記ロータ磁極の数は１８の因数である、請求項 １乃至１０の何れか１項に記載のモータ。 １２．前記モータは２−φモータである、請求項１１に記載のモータ。 １３．前記ロータを２個のステータ間に配置した一対のステータを備える、請 求項１乃至１２の何れか１項に記載のモータ。 １４．ロータ軸に垂直な平面を横切って互いに面するステータと ロータを備える磁極軸モータであって、前記ステータは複数のステータ磁極を区 画する前記ロータ軸に実質的に垂直な面上で実質的に均一に円周状に間隔をおい て配置されたコイル捲線を有し、前記ロータはさらにそれそれが永久磁石を備え かつ隣接するロータ磁極が反対の極性を有する様に配置された複数のロータ磁極 を含み、隣接するステータ磁極のコイル捲線は異なる相に接続されかつ同じ相に 接続された隣接するコイル捲線は反対の方向に巻き付けられ、さらにＮを相の数 とする時各ロータ磁極はＮ個のステータ磁極上のみに延びる、モータ。 １５．前記モータは２−φモータであり、各ロータ磁極は２個のステータ磁極 上にのみ延びる、請求項１４に記載のモータ。